JP2002043890A - 弾性表面波装置 - Google Patents
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Abstract
らなる弾性表面波装置と同等で、かつ複数の弾性表面波
素子を筐体内に載置させ、高機能化及び低背化を実現す
る。 【解決手段】 外部回路に接続するための導体(8,7
a〜7f)を内外に形成した筐体6内に水平方向へ突出
した突起台6aを設け、突起台6aの上下面に一主面ど
うしが対向する圧電基板1,1を接合するとともに、突
起台6aの上面に接合した圧電基板1の下主面、及び突
起台6aの下面に接合した圧電基板1の上主面のそれぞ
れに、導体に接続される励振電極2を形成する。
Description
の無線通信回路に好適に用いられる弾性表面波装置に関
するものであり、特に表面実装可能な弾性表面波装置の
小型化に関する。
のフィルタ,遅延線,発信機等の素子として多くの弾性
表面波装置が用いられている。特に小型・軽量でかつ急
峻遮断性能に優れた弾性表面波フィルタは、移動体通信
分野において、携帯端末装置のRF段及びIF段のフィ
ルタとして多用されるようになってきている。
量化が進むとともに、複数の通信システムに対応するマ
ルチバンド化のために、弾性表面波フィルタを内蔵する
回路が増加してきている。
品には、実装密度を向上させるために、表面実装可能な
小型部品が強く要望されている。携帯端末装置のキーパ
ーツである弾性表面波フィルタにおいても、低損失かつ
通過帯域外の遮断特性とともに、表面実装可能な小型の
弾性表面波フィルタが要求されている。
ものよりセラミックパッケージ型が実用化されている
が、これはセラミックパッケージ型がキャンパッケージ
型より表面実装可能で小型化が実現できるからである。
表面波装置は、パッケージ内に接着固定した弾性表面波
素子(圧電基板上に励振電極等が形成されて構成)とパ
ッケージの内部電極とをワイヤボンディングにより電気
接続していたが、ワイヤボンディングを用いることによ
り、パッケージ外形が大きくなり、弾性表面波装置は内
蔵する弾性表面波素子の5倍〜6倍もの占有面積となっ
ていた。
第2世代のセラミックパッケージ型弾性表面波フィルタ
装置として、弾性表面波素子をパッケージ内部にフェー
スダウンボンディングしたものが実用化されてきてい
る。
置J1のように、圧電基板12上に励振電極13等が形
成された弾性表面波素子16の表面に形成された金属バ
ンプ15と、枠状セラミック体と平板状セラミック体か
ら成るパッケージ17の内外に形成された電極18とを
接続することにより、外部回路(不図示)に対し電気的
に接続可能となるので、ボンディングワイヤが不要とな
る。これにより、第1世代のセラミックパッケージ型の
弾性表面波装置に比べ、約2分の1程度の小型化を図る
ことができる。なお、図中11は蓋体である。
置は小型・軽量化が進むとともに、複数の通信システム
に対応するマルチバンド化のために、内蔵するべき弾性
表面波装置が増加してきており、第2世代のフェースダ
ウン実装方式のセラミックパッケージ型の弾性表面波装
置においても、複数の弾性表面波素子を従来の1つのパ
ッケージに実装するにはパッケージの面積が大きくなり
すぎるという欠点があった。
に、図4に示すような弾性表面波装置J2のように、パ
ッケージ21の中央部に形成された仕切り壁22を挟ん
で、それぞれ逆向きに開口した凹部23を備えるように
することにより、2個の弾性表面波素子19をパッケー
ジ21内に収容する構造が提案されている(例えば、特
開平6−6170号公報を参照)。なお、図中20はボ
ンディングワイヤである。
2を挟んで弾性表面波素子19を載置し、弾性表面波素
子2つ分の振動空間が必要となるだけでなく、ワイヤボ
ンディングによる高さ確保も必要となり、弾性表面波装
置の全体の高さ(厚み)が大きくなってしまうという欠
点がある。
れたものであり、外形による占有面積が弾性表面波素子
1つからなる弾性表面波装置と同等で、かつ複数の弾性
表面波素子を筐体内に載置させ、高機能化及び低背化を
実現する優れた弾性表面波装置を提供することを目的と
する。
に、本発明の弾性表面波装置は、外部回路に接続するた
めの導体を内外に形成した筐体内に水平方向へ突出した
突起台を設け、該突起台の上下面に一主面どうしが対向
する圧電基板を接合するとともに、前記突起台の上面に
接合した圧電基板の下主面、及び前記突起台の下面に接
合した圧電基板の上主面のそれぞれに、前記導体に接続
される励振電極を形成したことを特徴とする。
装置の実施形態を模式的に図示した図面に基づき詳細に
説明する。なお、同一構成部材には同一符号を付し説明
を省略することがある。
S1の下面図である。また、図1(a)は図1(c)の
A−A’線断面図である。また、図1(b)は図1
(c)のB−B’線断面図である。
を焼成したものである筒状の筐体6には、外部回路(不
図示)に接続するための接続導体8と電極7a〜7fか
ら成る導体を内外に形成しており、筐体6を立設した状
態において水平方向へ突出した突起台6aを、筐体6内
の壁面の複数箇所または環状に設けている。
対向する圧電基板1をそれぞれ接合し、突起台6aの上
面に接合した圧電基板1の下主面、及び突起台6aの下
面に接合した圧電基板1の上主面のそれぞれに、接続導
体8に接続される励振電極2を形成して成る。
ラダー型回路や格子型回路等に接続されて成る励振電極
2、配線電極3、及びバンプ4などを形成した圧電基板
1から構成された上側弾性表面波素子5a、及びこれと
同様な構成の下側弾性表面波素子5bを筐体6内に収容
しており、筐体6の外部に形成された電極7a〜7f
(7a:接地電極、7b:接地電極、7c:上側弾性表
面波素子5aの信号入力電極、7d:下側弾性表面波素
子5bの信号入力電極、7e:上側弾性表面波素子5a
の信号出力電極、7f:下側弾性表面波素子5bの信号
出力電極)に接続導体8が接続されて、筐体6の内外に
導通する電気導体を形成している。
れており、筐体6の作製の際にタングステン等の導電体
を印刷することにより形成できる。また、筐体6の上下
部段差部6b,6cが形成されており、この段差部6
b,6cに蓋体9が嵌め込まれて接着材等により筐体6
内を気密に封止している。さらに、突起台6aの上下面
には、2個の弾性表面波素子5a,5bをその主面を互
いに対向させた状態で、各励振電極2が接続導体8に接
続するように配設されている。これにより、複数の弾性
表面波素子の振動空間を1つのキャビティ内で確保する
ことができる。
の全面にわたって形成してもよい。これにより、複数の
弾性表面波素子を収容した場合、壁面4面に内部導体を
形成することで、弾性表面波素子との接続を簡便かつ確
実に行わせることができる。
ずに、この四隅に接地電極を形成し、突起台を壁面の各
面に棚状に設けるようにしてもよい。これにより、弾性
表面波素子の入力信号と出力信号を電気的にさらに分離
することができ、よりいっそう信号アイソレーションの
良好な弾性表面波装置を提供することが可能となる。
ば、複数の弾性表面波素子の振動空間を確保しつつ、外
形の占有面積の大きさがシングルフィルタの弾性表面波
装置と同等で、かつ複数の弾性表面波素子を実装するこ
とができる。
実施形態について図2に基づき説明する。弾性表面波装
置S2では、弾性表面波素子5a,5bを個片化する前
に、接着材24によって蓋体10となる基板に接着し、
その後ダイシングを行い、上述した弾性表面波装置S1
と同様にして段差6b、6cを具備した筒状の筐体6に
実装し、筐体6における開口部の封止を行っている。な
お、他の構成は弾性表面波S1と同一としている。
採用することで、封止工程を簡便にすることができ、ま
た弾性表面波装置S1の形態よりさらに低背化をはかる
ことができる。
子を実装した例を示したが、突起台を複数段設けて、そ
の突起台に他の弾性表面波素子や電子回路を配設するよ
うにしてもよい。
性表面波フィルタを作製することにより、1個の弾性表
面波装置で3種類以上のマルチバンドに対応することが
できる。また、実装する素子を弾性表面波素子のみに限
らず、弾性表面波素子に加えて例えばスイッチ素子等を
配設して、これらスイッチ素子等により、高機能を有す
る弾性表面波装置とすることが可能である。
部分によるキャビティ高さは、弾性表面波素子上を伝搬
する弾性表面波を抑圧しない十分な高さが必要であり、
圧電基板上を伝搬する1波長以上の高さが好ましい。
は、36°±3°YカットX伝搬タンタル酸リチウム単
結晶、42°±3°YカットX伝搬タンタル酸リチウム
単結晶、64°±3°YカットX伝搬ニオブ酸リチウム
単結晶、41°±3°YカットX伝搬リチウム単結晶、
45°±3°XカットZ伝搬四ホウ酸リチウム単結晶
は、電気機械結合係数が大きくかつ周波数温度係数が小
さいため好ましい。
5mm程度が良く、0.1mm未満では圧電基板がもろ
くなり、0.5mm超では材料コストと部品寸法が大き
くなり、好ましくない。
ウム、アルミニウム・銅合金、アルミニウム・チタン合
金、アルミニウム・珪素合金、金、銀、銀・パラジウム
合金が主に適用でき、また、入出力電極材は主材にアル
ミニウム、アルミニウム・銅合金、アルミニウム・チタ
ン合金、アルミニウム・珪素合金、金、銀、銀・パラジ
ウム合金が主に適用でき、また、電極の密着度向上や電
気抵抗の削減のため下地材が必要な場合には、クロム、
チタン、銅が主に適用でき、蒸着法、スパッタ法、また
はCVD法などの薄膜形成法により形成する。電極厚み
は0.1μm〜0.5μm程度とすることが弾性表面波
装置としての電気特性を得るうえで好適である。
および圧電基板上の弾性表面波伝搬部にSi、SiO
2、SiN、Al2O3、DLC(Diamond Like Carbo
n)等の絶縁性材料を保護膜として形成して、導電性異
物による通電防止や耐電力向上を行っても構わない。
端子と筐体の導体とを電気接続させるバンプ材には、A
uバンプやAu−Snはんだバンプ、導電性樹脂の熱硬
化性樹脂(エポキシ系、シリコーン系、フェノール系、
ポリイミド系、ポリウレタン系等)、熱可塑性樹脂(ポ
リフェニレンサルファイド等)、紫外線硬化樹脂、又は
低融点ガラス等に金属フィラーが任意の割合で混入され
たものを用いても構わない。
ガラス、石英ガラスやガラスセラミックスなどから成る
ガラス質体が好ましく、また、蓋体9,10について
は、例えば非単結晶のアルミナ、窒化アルミニウムやガ
ラスセラミックス、または樹脂、ガラス等が好ましい。
るものではなく、SAWフィルタだけでなく、SAWデ
ュプレクサにも本発明は適用でき、本発明の要旨を逸脱
しない範囲で種々の変更は何ら差し支えない。
施例について、図1に示す弾性表面波装置S1に基づい
て説明する。
形成した。すなわち、圧電基板には厚さ200μmの3
6°YカットX伝搬のタンタル酸リチウム単結晶基板を
用い、櫛歯状電極及び配線電極の第1層目の電極にはア
ルミニウム合金(銅含有率1重量%)を用いた。電極厚
さは200nmとした。
弾性表面波素子の接続電極の上部にスクリーン印刷した
後、リフローを250℃で行い半田バンプ4を形成し
た。
面波素子個別に分離し弾性表面波素子を作製した。弾性
表面波素子1個の寸法は1.5mm×1.5mmとし
た。
状の筐体6の蓋体9を固着させる段差部分高さを150
μm、弾性表面波素子5a、5bを載置させる突起台6
aの厚みを300μm、2つの弾性表面波素子5a、5
bの圧電基板どうしの対向間距離を100μmとした。
また、筐体6中に弾性表面波素子5a、5bをチップマ
ウンターにより実装し、バンプ4と接続導体8とを熱圧
着させ、半田バンプを溶融接合させ、筐体との電気接続
を行った。
面波素子5と筐体6を樹脂封止した。
部により弾性表面波素子の振動空間が確保されていると
ともに、小型筐体に複数の弾性表面波素子の実装が実現
でき、サイズ幅3mm,奥行き3mm,高さ1.0mm
の超小型弾性表面波装置ができた。
性表面波装置によれば、弾性表面波の振動空間を確保し
弾性表面波素子として良好に機能させつつ、外形の占有
面積の大きさが弾性表面波素子1つのみを備えた弾性表
面波装置と同等で、しかも複数の弾性表面波素子を備え
ていても低背化を実現した優れた弾性表面波装置を提供
することができる。
性表面波素子の機能と増幅器やスイッチ素子等の機能を
併せ持った機能性に非常に優れた電子複合部品をも提供
できる。
説明する図であり、(a)は(c)のA−A’線断面
図、(b)は(c)のB−B’線断面図、(c)は弾性
表面波装置の下面図である。
断面図である。
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 外部回路に接続するための導体を内外に
形成した筐体内に水平方向へ突出した突起台を設け、該
突起台の上下面に一主面どうしが対向する圧電基板を接
合するとともに、前記突起台の上面に接合した圧電基板
の下主面、及び前記突起台の下面に接合した圧電基板の
上主面のそれぞれに、前記導体に接続される励振電極を
形成したことを特徴とする弾性表面波装置。
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